THEMA:

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Es wird angenommen, dass Energie die Fähigkeit ist, Arbeit zu leisten. Und das finde ich, ist nicht ganz korrekt. Nur der Energieunterschied kann Arbeit leisten, Energie selbst kann keine Arbeit leisten. Das ist auch nachvollziehbar. Befindet sich in einem geschlossenen System Luft mit einer Temperatur von 1000°, kann man annehmen, dass sich im System sehr viel Energie befindet. Wenn sich jedoch in dem gesamten System nirgendwo ein Temperaturunterschied befindet, ist es unmöglich, Arbeit zu leisten. Kann man eine Energie, die keine Arbeit leisten kann, überhaupt als Energie bezeichnen?

Und nun zur Entropie: Befindet sich in einem geschlossenen System auf der linken Seite Luft mit 0° und auf der rechten Seite Luft mit 1000°, dann erfolgt von sich aus ein Temperaturausgleich. Die beiden Temperaturen gleichen sich auf 500° aus. Umgekehrt erfolgt das von sich aus nicht. Beträgt die Temperatur im gesamten System 500°, dann wird sich die Temperatur niemals teilen in links 0° und rechts 1000°. Dafür verantwortlich ist der 2. Hauptsatz der Thermodynamik. Stimmt das wirklich so, oder verhält sich das etwas anders? Beim Ausgleich der beiden Temperaturen auf 500° wird Arbeit geleistet.

Dass sich die Temperatur zwischen 1000° und 0° ausgleicht, umgekehrt aber nicht, liegt daran, dass die Arbeit, die vorher im System durch den Temperaturunterschied gespeichert war, geleistet wurde und für den umgekehrten Vorgang dann nicht mehr zur Verfügung steht. Kann man das so sehen? Daraus könnte man nämlich eine Menge an Verhaltensweisen des täglichen Lebens ableiten. Nämlich dann, wenn man davon ausgeht, dass Temperatur Bewegungsenergie ist. Das heißt, der Temperaturausgleich ist in Wirklichkeit ein Bewegungsausgleich.

Was kann man vorerst einmal grundsätzlich zu diesem Gedanken sagen?
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Ich bin zwar kein Experte in Sachen Entropie, aber das würde ich alles ähnlich formulieren.

Die Entropie soll genau dies erklären. Denn sie steigt beim Temperaturausgleich (T+ΔT→T←T-ΔT) und müsste bei der Temperaturtrennung (T+ΔT←T→T-ΔT) sinken.

ΔS = Q/T
Q ≈ kB·ΔT ist dabei der Wärmefluss

Der Angelpunkt ist dabei die unterschiedliche Arbeitstemperatur bei T+ΔT und T-ΔT

\(\frac{\Delta T}{T+\Delta T}+\frac{-\Delta T}{T-\Delta T} \lt 0 \lt \frac{\Delta T}{T-\Delta T}+\frac{-\Delta T}{T+\Delta T} \approx \Delta S/kB \)

(ΔT/T)+(-ΔT/T) = 0 habe ich überall gleich weggelassen

Die Entropie ist also ein einfaches rechnerisches Hilfsmittel, um in einer komplizierten Konstellation festzustellen, ob insgesamt mehr Ausgleich oder mehr Unterschiede entstehen.

badhofer schrieb:

Beträgt die Temperatur im gesamten System 500°, dann wird sich die Temperatur niemals teilen in links 0° und rechts 1000°. Dafür verantwortlich ist der 2. Hauptsatz der Thermodynamik. Stimmt das wirklich so, oder verhält sich das etwas anders?

Die Moleküle in einem Gas haben unterschiedliche Geschwindigkeiten. Die Geschwindigkeit ändert sich abhängig von dem Stoßwinkel.
Es ist theoretisch möglich, dass sich alle schnelle Moleküle nach rechts bewegen und die rechte Wand treffen, und die langsamen M. die linke Wand. Die rechte Wand wird dann sehr warm.

Wäre es möglich einen sehr kleinen Rotor durch Stöße der Moleküle immer in einer Richtung zum Drehen zu bringen, dann könnte ewig Energie gewonnen werden, also zweiter Hauptsatz der Thermodynamik widerlegen, was Freddy versucht

Mit zwei unterschiedlich schwere Gase und gleiche Temperatur kann man auch einmalig Energie gewinnen.

Wäre es möglich einen sehr kleinen Rotor durch Stöße der Moleküle immer in einer Richtung zum Drehen zu bringen, dann könnte ewig Energie gewonnen werden, also zweiter Hauptsatz der Thermodynamik widerlegen, was Freddy versucht

Danke für die Blumen, aber diese Idee stammt eigentlich von Vögtle.

de.wikipedia.org/wiki/Perpetuum_mobile

Nach einer Idee von Fritz Vögtle sollten topologisch chirale Rotaxane (kleine Propeller, deren Vorder- und Rückseite unterschiedliche Form haben) im thermischen Gleichgewicht mit einem chiralen Gas (z. B. H3C-CHClF) bevorzugt in eine Richtung rotieren.[3] Dieses hypothetische Phänomen, das augenscheinlich den 2. Hauptsatz verletzen würde, konnte bisher noch nicht experimentell bestätigt werden.

Meine Idee ist aber fast genauso. Ich bringe die Sache einerseits auf den Punkt, dass nämlich bei der Reflexion eine Verzahnung zwischen Gas und Rotor, bzw. Oberfläche eines Festkörpers, notwendig erforderlich ist, und dass andererseits es hinreichend ist, wenn nur das Gas chiral ist, oder nur die Oberfläche des Festkörpers gleichgerichtet chiral, um einen irregulären Druck zu erzeugen.

Die meisten PM2-Arten sind durch den Beweis von Max Plack widerlegt, aber wir wissen heute, dass es eine makroskopische Wärmebewegung geben könnte, so wie die Supraleitung einen makroskopischen Quenteneffekt darstellt. Eine makroskopische Wärmebewegung könnte zur Gewinnung von Primärenergie genutzt werden und würde dabei nur gegen bestimmte, nicht hinreichende Formulierungen des 2. HS verstoßen.

Entropie ist eine Energie pro Temperatur.

badhofer schrieb:

Und nun zur Entropie: Befindet sich in einem geschlossenen System auf der linken Seite Luft mit 0° und auf der rechten Seite Luft mit 1000°, dann erfolgt von sich aus ein Temperaturausgleich. Die beiden Temperaturen gleichen sich auf 500° aus. Umgekehrt erfolgt das von sich aus nicht. Beträgt die Temperatur im gesamten System 500°, dann wird sich die Temperatur niemals teilen in links 0° und rechts 1000°. [...] Beim Ausgleich der beiden Temperaturen auf 500° wird Arbeit geleistet.

Hält man sich an die Aussage von Prof. Ganteför der Uni Konstanz, dann entspricht die Entropie der Anzahl von Mikrozuständen, mit denen ein Makrozustand realisiert werden kann. Im Beispiel ist der beobachtete Makrozustand das geschlossene System mit einer bestimmten Anzahl an z.B. Gasmolekülen. Die einzelnen Moleküle können verschiedene Temperaturen haben, und der geschilderte Fall mit hälftig 0° und 1000°C entspricht nur wenigen Mikrozuständen, die diesen Makrozustand des Systems bilden können.

Es wird sich dann ein Temperaturausgleich einstellen. Denn angesichts der vielen möglichen Temperaturverteilungen (unter der Annahme gleicher Wahrscheinlichkeit für alle) ist es sehr unwahrscheinlich, das dieser Makrozustand mit hälftig 0° und 1000° bestehen bleibt oder sich zufällig einstellt. Zitat Ganteför: "Entscheidend ist hier das Zufallsprinzip.". Die weitaus größte Anzahl möglicher Mikrozustände für das System hat nämlich eine annähernd gleich verteilte Temperatur von 500°, und deshalb wird man mit der Zeit immer einen dem entsprechenden Makrozustand beobachten.

Zitat Prof. Ganteför: "Das Gesetz von der Zunahme der Entropie sagt aus, dass sich ein System, sich selbst überlassen, immer in eine Richtung bewegen wird, dass ein Makrozustand eingenommen wird, der eine möglichst hohe Zahl von Mikrozuständen enthält oder durch eine möglichst hohe Zahl vom Mikrozuständen realisiert werden kann. Also simpel gesprochen: Er ist sehr viel wahrscheinlicher."

Wegen der Energieerhaltung dürfte im geschlossenen System dabei keine Arbeit geleistet werden, denke ich mal^^.

Steinzeit-Astronom schrieb:

Wegen der Energieerhaltung dürfte im geschlossenen System dabei keine Arbeit geleistet werden, denke ich mal^^.

Die Energieerhaltung ist kein Problem. Die Wärmeenergie (Bewegungsenergie) wird in mechanische oder elektrische Energie umgewandelt, und das System wird kühler. Später wird diese Energie wieder in Wärmeenergie umgewandelt.

Jamali schrieb:

Steinzeit-Astronom schrieb:

Wegen der Energieerhaltung dürfte im geschlossenen System dabei keine Arbeit geleistet werden, denke ich mal^^.

Die Energieerhaltung ist kein Problem. Die Wärmeenergie (Bewegungsenergie) wird in mechanische oder elektrische Energie umgewandelt, und das System wird kühler. Später wird diese Energie wieder in Wärmeenergie umgewandelt.

Unter "Arbeit leisten" ist ja gemeint, dass diese das ansonsten geschlossene System verlässt.
Freddy will ja zum Energie-Ausgleich die Wärme der kalten Umgebung anzapfen .... ähnlich wie bei einer Wärmepumpe, nur eben ohne dafür auch noch zusätzlich Energie für die Pumpe hineinzustecken.

@Steinzeit-Astronom

Wegen der Energieerhaltung dürfte im geschlossenen System dabei keine Arbeit geleistet werden, denke ich mal^^.

In einem geschlossenen System gilt der Energieerhaltungssatz nicht. Er gilt nur in einem abgeschlossenen System. Die Definition ist ja gerade so, dass ein offenes System den Austausch von Materie und Energie ermöglicht, ein geschlossenes System nur den Austausch von Energie, aber nicht von Materie, und ein abgeschlossenes System weder den Austausch von Energie noch von Materie zulässt.

@Jamali

Die Energieerhaltung ist kein Problem. Die Wärmeenergie (Bewegungsenergie) wird in mechanische oder elektrische Energie umgewandelt, und das System wird kühler. Später wird diese Energie wieder in Wärmeenergie umgewandelt.

So ist es, gut erkannt.


@RainerRaisch

Unter "Arbeit leisten" ist ja gemeint, dass diese das ansonsten geschlossene System verlässt.
Freddy will ja zum Energie-Ausgleich die Wärme der kalten Umgebung anzapfen .... ähnlich wie bei einer Wärmepumpe, nur eben ohne dafür auch noch zusätzlich Energie für die Pumpe hineinzustecken.

Es soll eine makroskopische Wärmebewegung erzeugt werden und diese in Primärenergie umgewandelt werden. Ich denke, so ausgedrückt wird es am verständlichsten. Eine makroskopische Wärmebewegung ist vergleichbar mit der Supraleitung, die ein makroskopisches Quantenphänomen darstellt.

Freddy schrieb:

@Steinzeit-Astronom

Steinzeit-Astronom schrieb:

Wegen der Energieerhaltung dürfte im geschlossenen System dabei keine Arbeit geleistet werden, denke ich mal^^.

In einem geschlossenen System gilt der Energieerhaltungssatz nicht. Er gilt nur in einem abgeschlossenen System. Die Definition ist ja gerade so, dass ein offenes System den Austausch von Materie und Energie ermöglicht, ein geschlossenes System nur den Austausch von Energie, aber nicht von Materie, und ein abgeschlossenes System weder den Austausch von Energie noch von Materie zulässt.

Danke für die Info. Ich bezog mich auf badhofers Beispiel und den letzten Satz im Zitat hier . Bin davon ausgegangen, dass er ein abgeschlossenes System meint, obwohl er "geschlossenes System" schreibt. Es geht ja in seinem Beispiel nur um den Ausgleich der Temperatur.

m.E. gute Videos zum Thema
studyflix.de/ingenieurwissenschaften/adi...ustandsanderung-1164
studyflix.de/ingenieurwissenschaften/pol...ustandsanderung-1165

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Ich bin der Meinung, dass Energie lediglich Bewegung ist. Dazu hatten wir einen längeren Thread, denn Josef mit der Aussage beendete, dass zwar sehr viel Energie lediglich Bewegung ist, aber nicht jede. Na ja, wissenschaftliche Erkenntnisse gelten immer nur bis heute, morgen kann sich das aufgrund neuer Beobachtungen anders darstellen. Niemand kann das ausschließen. Solange das jedoch nicht ist, bleiben die folgenden Überlegungen natürlich nur ein Gedankenexperiment.

In einem geschlossenen System befinden sich 2 verschiedene Bewegungen. Die Bewegung der Moleküle mit 0° und der Moleküle mit 1000°. Nach dem Ausgleich des Bewegungsunterschiedes ist die Summe der Bewegungen gleichgeblieben. Die Energieerhaltung wäre somit eine Bewegungserhaltung. Was sich geändert hat, ist die Arbeit. Aufgrund des Bewegungsunterschiedes war Arbeit „gespeichert???“ Nach dem Ausgleich der verschiedenen Bewegungen ist die Arbeit verschwunden. Aber, wohin ist die Arbeit verschwunden? Wir sind ja in einem geschlossenen System. Niemand weiß, was Energie ist. Vielleicht deuten wir den Begriff „Energie“ nicht ganz vollständig? Wenn Energie lediglich ein Bewegungsunterschied wäre, dann könnte man Energie gewinnen, indem man einen Bewegungsunterschied schafft. Da man jedoch in einem geschlossenen System auch keinen Bewegungsunterschied schaffen kann, kann man auch keine Energie erschaffen. Die Energieerhaltung bleibt dieselbe, nur anders bezeichnet. Aber, vielleicht deuten wir den Begriff „Arbeit“ nicht richtig?

Kann man in einem geschlossenen System Arbeit leisten, ohne dass sich eine Bewegungsgröße relativ zu einer anderen Bewegungsgröße ändert bei gleichbleibender Summe aller Bewegungen? Gibt es da ein Beispiel dafür?
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badhofer schrieb:

In einem geschlossenen System befinden sich 2 verschiedene Bewegungen. Die Bewegung der Moleküle mit 0° und der Moleküle mit 1000°. Nach dem Ausgleich des Bewegungsunterschiedes ist die Summe der Bewegungen gleichgeblieben. Die Energieerhaltung wäre somit eine Bewegungserhaltung. Was sich geändert hat, ist die Arbeit.

Hast du die Antworten gelesen? Meine und die von Freddy z.B., wonach es einen Unterschied gibt zwischen einem geschlossenen System und einem abgeschlossenen System, wobei ein "abgeschlossenes System weder den Austausch von Energie noch von Materie zulässt"?

Du meinst also ein abgeschlossenes System? Wenn ja: Es gilt dann die Energieerhaltung und daher wird beim bloßen Temperaturausgleich keine Arbeit verrichtet. Die Arbeit ändert sich nicht. Arbeit ist Energie, die einem System zu- oder abgeführt wird. Bei Energieerhaltung wird keine Energie zu- oder abgeführt, nur umgewandelt.

Wenn du auf eine vernünftige Definition von Energie hinaus willst, dann musst du präziser werden in deinen Aussagen, sonst wird das nichts^^.

@Badhofer

>Ich bin der Meinung, dass Energie lediglich Bewegung ist. Dazu hatten wir einen längeren Thread, denn Josef mit der Aussage beendete, dass zwar sehr viel Energie lediglich Bewegung ist, aber nicht jede. Na ja, wissenschaftliche Erkenntnisse gelten immer nur bis heute, morgen kann sich das aufgrund neuer Beobachtungen anders darstellen. Niemand kann das ausschließen. Solange das jedoch nicht ist, bleiben die folgenden Überlegungen natürlich nur ein Gedankenexperiment.

Bei Gasmolekülen kann Energie nicht nur in Form von Bewegung des Schwerpunkts gespeichert werden, sondern auch in Form von Rotation (ok, auch eine Form von Bewegung) und Schwingung (im klassischen Sinn ein ständiger Wechsel zwischen Bewegungsenergie und potentieller Energie) und elektronischer Energie, d.h. ein Elektron wird auf ein höheres Energieniveau gehoben (ein Orbital ist eine stehende Welle).

Man kann natürlich auch Energie speichern, indem man einen Ziegelstein auf einen Schrank legt. Energie ist eigentlich nur eine Rechengröße, um das Verhalten von Kräften leichter vorhersagen zu können.

>In einem geschlossenen System befinden sich 2 verschiedene Bewegungen. Die Bewegung der Moleküle mit 0° und der Moleküle mit 1000°.

Schreibe doch bitte anstatt „geschlossenes System“ besser „abgeschlossenes System“, letzteres ist eben in der Thermodynamik der Fachausdruck für Systeme, die weder Materie noch Energie mit der Umgebung austauschen können.

>Nach dem Ausgleich des Bewegungsunterschiedes ist die Summe der Bewegungen gleichgeblieben. Die Energieerhaltung wäre somit eine Bewegungserhaltung.

Ja, das kann man so sagen. Dabei solltest du aber bedenken, dass die Temperatur proportional v² ist.

>Was sich geändert hat, ist die Arbeit. Aufgrund des Bewegungsunterschiedes war Arbeit „gespeichert???“ Nach dem Ausgleich der verschiedenen Bewegungen ist die Arbeit verschwunden. Aber, wohin ist die Arbeit verschwunden?

Der eine Hälfte deines Systems wird eine Energie zugeführt, die diese Hälfte um 500° erwärmt. Und die andere Hälfte deines Systems leistet eine Arbeit, wodurch sich diese Hälfte um 500° abkühlt. Energie und Arbeit haben hier denselben Betrag. Hättest du ein sehr großes Reservoir 1 von 0°C und ein zweites von 1000°C, dann könntest du z.B. Zehn Joule Wärme von 2 nach 1 fließen lassen. Desen Wärmefluss könntest du gemäß des Carnot´schen Wirkungsgrads maximal zu 1000K/1273K ~ 79% in Primärenergie umwandeln, was dann 7,9J wären. Dann würde Reservoir 1 natürlich entsprechend weniger erwärmt, als ohne diese Umwandlung.

>Wir sind ja in einem geschlossenen System. Niemand weiß, was Energie ist. Vielleicht deuten wir den Begriff „Energie“ nicht ganz vollständig? Wenn Energie lediglich ein Bewegungsunterschied wäre, dann könnte man Energie gewinnen, indem man einen Bewegungsunterschied schafft.

Deine Überlegungen sind aus philosophischer Sicht gar nicht so schlecht. Wenn Energie (Wärme) lediglich ein Bewegungsunterschied wäre, dann könnte man Primärenergie gewinnen, indem man einen bereits vorhandenen Bewegungsunterschied nutzt. Genau das ist die Idee hinter einem Perpetuum mobile 2. Art.

Z.B. ist aus Sicht eines chiralen Gases die gleichgerichtet-chirale Oberfläche eines Festkörpers „frecherweise“ in Ruhe. Deshalb wollen die chiralen Gasmoleküle die chirale Oberfläche in eine (Vorzugs-)Bewegung versetzen, völlig im Einklang mit dem 2. Hauptsatz der Thermodynamik (und dem 1. Hauptsatz und dem Impulserhaltungssatz). Und DIESE makroskopische (Wärme-)Bewegung des Festkörpers kann dann in eine Primärenergie umgewandelt werden. Bei der Umwandlung (Einbremsung der makrospopischen Wärmebewegung) kühlt sich die makroskopische Wärmebewegung ab, kühlt somit das Gas ab und das Gas kühlt die Umgebung ab.

Hinweis1: Die chiralen Strukturen von Gas und Festkörperoberfläche müssen ungefähr die gleiche Größe haben, sodass eine Verzahnung stattfindet und bei der Reflexion eine Umwandlung von Rotationsenergie in Bewegungsenergie stattfindet und umgekehrt.

Hinweis2: VOR dem Verbrauch der Primärenergie besitzt das System zwar dieselbe Gesamtenergie wie zuvor, aber eine geringere Entropie. NACH dem Verbrauch der Primärenergie besitzt das System sowohl dieselbe Gesamtenergie wie zuvor, als auch dieselbe Entropie.

Hinwei3: Leider ist es mir (noch) nicht gelungen entsprechende Experimente zu organiseren und zu finanzieren.

>Da man jedoch in einem geschlossenen System auch keinen Bewegungsunterschied schaffen kann, kann man auch keine Energie erschaffen. Die Energieerhaltung bleibt dieselbe, nur anders bezeichnet. Aber, vielleicht deuten wir den Begriff „Arbeit“ nicht richtig?

Du könntest in deiner Küche deinen Kühlschrank über eine Batterie betreiben, die in der Küche steht. Dann machst du den Kühlschrank kalt, den Rest der Küche warm und deine Batterie leer. Man kann in einem abgeschlossenen System durchaus „Bewegungsunterschiede“ schaffen, nur eben, dass sich dabei stets die Entropie erhöht, d.h. die Energiezustände gleichen Niveaus über mehrere Möglichkeiten realisieren lassen als zuvor.

>Kann man in einem geschlossenen System Arbeit leisten, ohne dass sich eine Bewegungsgröße relativ zu einer anderen Bewegungsgröße ändert bei gleichbleibender Summe aller Bewegungen? Gibt es da ein Beispiel dafür?

Das geht meines Wissens noch nicht einmal mit einem funktionstüchtigen Perpetuum mobile 2. Art, wobei die meisten Formen eines Perpetuum mobiles 2. Art von Max Planck als unmöglich, d.h. nicht funktionstüchtig, bewiesen werden konnten.

Freddy schrieb:

Bei Gasmolekülen kann Energie nicht nur in Form von Bewegung des Schwerpunkts gespeichert werden, sondern auch in Form von Rotation (ok, auch eine Form von Bewegung) und Schwingung (im klassischen Sinn ein ständiger Wechsel zwischen Bewegungsenergie und potentieller Energie) und elektronischer Energie, d.h. ein Elektron wird auf ein höheres Energieniveau gehoben

Rotation = Bewegung
Schwingung = Bewegung
Potentielle Energie = Bewegung (die Bewegungen innerhalb einer Masse erhöhen sich bei abnehmender Gravitation.
Höheres Energieniveau = Erhöhung der Bewegung ( Elektronen in einer höheren Schale bewegen sich mehr als in einer niedrigen Schale.

Ganz egal, wie immer man das auch betrachtet, die Bewegung ist das Maß aller Dinge von dem, was man „Energie“ nennt.
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badhofer schrieb:

Ganz egal, wie immer man das auch betrachtet, die Bewegung ist das Maß aller Dinge von dem, was man „Energie“ nennt.

Naja, letztlich ist jede Veränderung eine Bewegung in der Zeit: Erst ist es so und dann so. Nach dem Noether-Theorem ergibt sich z.B. die Energieerhaltung aus einer zeitlichen Symmetrie. Ohne Veränderung=Bewegung geht mal gar nichts. Das ist klar.

Das was da gespeichert wird, nennt sich Innere Energie U.
www.chemie.de/lexikon/Innere_Energie.html



....oder soll das mit der Frage der Bewegung soweit runtergehen?
Elementarteilchen und die SRT

badhofer schrieb:

...
Ganz egal, wie immer man das auch betrachtet, die Bewegung ist das Maß aller Dinge von dem, was man „Energie“ nennt.
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Die Bewegung ist das woran wir es fest machen können. Sie ist also ausschlaggebend für das was man "Energie" nennt.
Aber die Bewegung selber ist nicht das Maß aller Dinge. Es ist der Abstand zwischen Massen der diese Bewegung überhaupt erst ermöglicht.

aHaBotX schrieb:

Aber die Bewegung selber ist nicht das Maß aller Dinge. Es ist der Abstand zwischen Massen der diese Bewegung überhaupt erst ermöglicht.

Dass zwischen Masse ein Abstand sein muss, ist schon klar, denn sonst wäre die Masse unendlich dicht. Umgekehrt ist das natürlich genauso. Damit das Nichts als Abstand agieren kann, benötigt es ein Etwas, denn ohne etwas wäre nicht einmal nichts. Energie braucht man dazu nicht.

Auszug aus dem Video „Materie besteht nicht aus Materie“:
Minute 2:50 Und jetzt sind wir bei diesen masselosen Elementarteilchen angelangt, nur stellt sich jetzt die Frage, ja Moment, gestartet sind wir ja mit diesem Tisch, und jetzt am Ende ist alles nichts? Die Antwort liegt darin, dass diese Bestandteile natürlich in Bewegung sind, und dadurch haben sie eine Bewegungsenergie. Und diese Energie (Bewegung) können wir laut Einstein in Masse übersetzen.
Dazu eine Anmerkung: Würden diese Bestandteile nicht in Bewegung sein, wäre tatsächlich nichts. Sowohl Energie als auch Materie ergeben sich aus der Bewegung der Elementarteilchen, die von sich aus masselos und damit auch energielos sind. Sowohl Masse als auch Energie ist lediglich Bewegung.
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badhofer schrieb:

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Ich bin der Meinung, dass Energie lediglich Bewegung ist. Dazu hatten wir einen längeren Thread, denn Josef mit der Aussage beendete, dass zwar sehr viel Energie lediglich Bewegung ist, aber nicht jede. Na ja, wissenschaftliche Erkenntnisse gelten immer nur bis heute, morgen kann sich das aufgrund neuer Beobachtungen anders darstellen. Niemand kann das ausschließen.

Josef meint damit (sicherlich) das Higgs, das den Elementarteilchen Masse verleiht. Allerdings hat dies zur Folge, dass sich diese nicht mehr mit Lichtgeschwindigkeit bewegen können. Die vorherige Teilchenwelle muss also an Ort und Stelle schwingen, und das würde ich schon auch als Bewegung bezeichnen. Ob das aber dann mit der Masse identisch ist, die das Higgs verleiht, kann ich nicht sagen.

Die QFT bestimmt aus den bekannten Massen einfach einen Kopplungsfaktor. Welche Energie das Teilchen ohne Higgs hätte, habe ich aber noch nirgends gelesen, obwohl der LHC ja schon in diesem Energiebereich arbeitet. Wäre die Energie also mit oder ohne Higgs gleich, dann verleiht es dem Teilchen gar keine Energie, sondern verwandelt diese nur in Ruhemasse.

Rainer schrieb:

Josef meint damit (sicherlich) das Higgs, das den Elementarteilchen Masse verleiht. Allerdings hat dies zur Folge, dass sich diese nicht mehr mit Lichtgeschwindigkeit bewegen können. Die vorherige Teilchenwelle muss also an Ort und Stelle schwingen, und das würde ich schon auch als Bewegung bezeichnen. Ob das aber dann mit der Masse identisch ist, die das Higgs verleiht, kann ich nicht sagen.

Die QFT bestimmt aus den bekannten Massen einfach einen Kopplungsfaktor. Welche Energie das Teilchen ohne Higgs hätte, habe ich aber noch nirgends gelesen, obwohl der LHC ja schon in diesem Energiebereich arbeitet. Wäre die Energie also mit oder ohne Higgs gleich, dann verleiht es dem Teilchen gar keine Energie, sondern verwandelt diese nur in Ruhemasse.

Rainer schrieb:

"Ob das aber dann mit der Masse identisch ist, die das Higgs verleiht, kann ich nicht sagen."

Genau das ist die Frage, die mich und m.E. auch wl01 umtreibt.
Und auch Christoph Schiller charakterisiert Fäden als völlig merkmalslos, eigenschaftslos.
www.quanten.de/forum/showpost.php5?p=102396&postcount=729
Diese Fäden werden erst mit echten Kreuzungen, Interaktionen mit (weiterer Fäden, mindestens 2 Fäden als eine Interaktion) mit Eigenschaften beladen.
Sobald sich eine Eigenschaft auf den Fäden selbst befindet ist das schon wieder die Eigenschaft eines "eigenschaftslosen" Quantums.

Im weitere Verlauf spricht Herr Gaßner dann ja von einer Interaktion und zwar, wie Rainer auch schon sagt, mit dem Higgsfeld.

Erst bei einer Interaktion kann man von einer Eigenschaft sprechen. Sprich die Eigenschaften E, DE, Bewegung, Raumzeit, Zeit, Masse auch (die Masse der nicht Bindungsenergie), Information und ich bin mir fast sicher auch Entropie ensteht erst.

Es ist also eigentlich egal welche Eigenschaft ich in ein Quantum packe um, die Probleme z.B. mit der DE und der DM anzugehen oder zu lösen.

Auf irgendeiner Ebene treffe ich auf die Probleme der Unvereinbarkeit von Quantum und ART.


Eine Theorie ist somit nie eine TOE, sondern immer eine effektive Theorie.

(Zusatzt: nicht die ART benötigt den kontinuierlichen Background, sondern das Quantum
seb123.bplaced.net/Formel%20PNG%20Form/g1085.png)

das bedeutet für die Bewegung:
als Frage?
Energie ist nicht nur Bewegung, ein Teil Energie ist in einem eigenschaftlosen Etwas gebunden.
Bewegung ist nicht nur Energie, ein Teil Bewegung ist in einem eigenschaftlosen Etwas gebunden.

Genauso ließe sich mit allen dekohärenten Eigenschaften verfahren?

Die SRT verknüpft doch dann aber Kohärenz mit Dekohärenz?

Bewegen sich eigentlich auch die Higgs-Bosonen? Was ich gelesen haben, haben die nicht einmal einen Spin.

badhofer schrieb:

Bewegen sich eigentlich auch die Higgs-Bosonen? Was ich gelesen haben, haben die nicht einmal einen Spin.

letzten Endes passt das zu:


ab Minute 34:00

und wenn man das jetzt noch weiter denkt ist das dann Emergenz

@ badhofer

,und genau an dieser Stelle, wird ersichtlich, warum man auch einmal darüber nachdenken sollte, die Expansion (Skalenfaktor, Dunkle Energie) in direkten Kontakt mit der SRT zu bringen. Energie und Dunkle Energie gleichzusetzen ist nicht nur ein wilder Gedanke. Denn es ensteht neben bewegungslosem Higgs ja auch noch Bewegung.

badhofer schrieb:

Bewegen sich eigentlich auch die Higgs-Bosonen? Was ich gelesen haben, haben die nicht einmal einen Spin.

Das Higgs Boson ist ein Boson wie andere auch. Darum geht es nicht, sondern um das Higgs Feld, dieses verleiht den Teilchen die Masse. Higgs Bosonen entstehen hingegen äußerst selten, wenn das Feld besonders stark angeregt wird (sehr viel Energie).

wiki:
Higgs-Boson und die Ursache von Masse

In vereinfachten Darstellungen wird häufig das Higgs-Boson pauschal als Ursache von Masse dargestellt. Dies ist aus mehreren Gründen falsch bzw. unpräzise:
* Zum einen ist es das Higgs-Feld, das überall mit gleicher Stärke vorhanden ist und mit den Elementarteilchen des Standardmodells eine Wechselwirkung hat, durch die sie sich so verhalten, als hätten sie eine bestimmte, unveränderliche Masse; ausgenommen sind die Photonen und Gluonen, weil sie keine Wechselwirkung mit dem Higgs-Feld haben.
* ...

Rainer schrieb:

Darum geht es nicht, sondern um das Higgs Feld, dieses verleiht den Teilchen die Masse. Higgs Bosonen entstehen hingegen äußerst selten, wenn das Feld besonders stark angeregt wird (sehr viel Energie).

Die den Teilchen verliehene Masse bewegt sich dann?
Woher kommt die Masse des Higgs Boson selbst und bewegt sich diese Masse auch?

seb110 schrieb:

Die den Teilchen verliehene Masse bewegt sich dann?
Woher kommt die Masse des Higgs Boson selbst und bewegt sich diese Masse auch?

Teilchen sind quantisierte Anregungen der Teilchenfelder.
Ein Teilchen mit Ruhemasse muss sich nicht bewegen, aber sein Feld muss dann eben auf der Stelle schwingen (stehende Welle). Das ist ja auch eine Bewegung.

Das Higgs Boson ist genauso eine quantisierte Anregung des Higgs Feldes. Es hat aber von sich aus Ruhemasse und kann im Stand schwingen. Allerdings ist zusätzlich auch von der Kopplung des Higgs an das Higgsfeld die Rede. Dabei gibt es sogar zwei verschiedene Kopplungen gHHH=3mH/2vH=0,7621245 und gHHHH=3mH²/vH²=0,774445. Das ist alles ein bisschen undurchsichtig, zumindest unverständlich für mich.
Die Kopplungen beschreiben die Häufigkeit der Zerfallskanäle.

@badhofer

Ich will noch einmal auf die ursprüngliche Frage kommen „Was verbirgt sich hinter der Entropie?“

Angenommen wir haben einen Raum, der durch eine Wand in zwei Hälften geteilt wird. In der Wand sei ein kleines Loch, durch das Gasatome passen. Insgesamt möge es 10 Gasatome in beiden Räumen geben.

Gemäß Boltzmann gilt für die Entropie S

S = k * ln W

mit k = 1,38E-23 J/K und W gleich Anzahl der Mikrozustände, mit denen sich der Makrozustand realisieren lässt.

Rechnen wir mal die Verteilung, bzw. den Druck nach:

W1 soll sein, dass alle Gasatome in Raum B sind. Da gibt es genau einen Mikrozustand.
In W2 sind 1 Atom in Raum A und 9 Atome in Raum B. Dafür gibt es 10 Mikrozustände.
In W3 sind 2 Atome in Raum A und 8 Atome in Raum B. Dafür gibt es (10*9)/2 = 45 Mikrozustände.
In W4 sind 3 Atome in Raum A und 7 Atome in Raum B. Dafür gibt es (10*9*8)/(3*2) = 120 Mikrozustände.
In W5 sind 4 Atome in Raum A und 6 Atome in Raum B. Dafür gibt es (10*9*8*7)/(4*3*2) = 210 Mikrozustände.
In W6 sind 5 Atome in Raum A und 5 Atome in Raum B. Dafür gibt es 10*9*8*7*6/(5*4*3*2) = 252 Mikrozustände.
In W7 sind 6 Atome in Raum A und 4 Atome in Raum B. Dafür gibt es (10*9*8*7*6*5)/(6*5*4*3*2) = 210 Mikrozustände. u.s.w.

Man sieht, dass die Verteilung 4 zu 6 fast genauso wahrscheinlich ist, wie die Verteilung 5 zu 5.

Z.B. der Beitrag S3 der Verteilung (2 zu 8) trägt zur Gesamtentropie des Systems bei S3 = k * ln(45) = 5,25E-23 J/K

Der Beitrag S6 (5 zu 5) trägt zur Gesamtentropie des Systems bei S6 = k * ln(252) = 7,63E-23 J/K

Nehmen wir an, das System habe Raumtemperatur, dann beträgt der Entropieterm S3*T ungefähr 1,54E-20J und der Entropieterm S6*T ungefähr 2,24E-20J. Trifft man das System zufällig im Zustand 2 zu 8 an und überlässt es sich selbst, dann wird es über kurz oder lang den Zustand 5 zu 5 oder 4 zu 6, bzw. 6 zu 4 annehmen. Dies geschieht nicht etwa, weil sich die Gasatome voneinander gegenseitig abstoßen, sondern weil das Loch bei der Verteilung 2 zu 8 von einer Seite 4 mal häufiger getroffen wird als von der anderen Seite. Bei der Einstellung des Gleichgewichts könnte man prinzipiell die Energiedifferenz von 7E-21J aus dem System abführen, wobei sich natürlich die Gasatome abkühlen würden.

Jetzt ist die große Frage, ob sich jeder Mechanismus innerhalb der Trennwand, wie ein mehr oder weniger großes Loch verhält, d.h. die Permeation von Raum A nach Raum B ist für ein einzelnes Gasteilchen stets genauso wahrscheinlich wie die Permeation von B nach A.

Z.B. die geschlossene Tür des Maxwellschen Schwingtüren-Dämons möge nur eine Permeation von A nach B zulassen. Dann fordert der 2. Hauptsatz der Thermodynamik, dass die Schwingtür notwendigerweise nach der „gewollten“ Permeation im Zustand `schwingend´ ist und in diesem Zustand die Permeation von B nach A bevorzugt. Die schwingende Tür stellt einen Zustand lokaler Überhitzung dar und baut ihre überschüssige Energie bevorzugt dadurch ab, dass sie ein langsames Gasteilchen, das sich von B nach A bewegt, an der Permeation hindert und es beschleunigt. So kann die Schwingtür wieder in den Zustand `geschlossen´ übergehen.

Freddy schrieb:

Z.B. die geschlossene Tür des Maxwellschen Schwingtüren-Dämons möge nur eine Permeation von A nach B zulassen. Dann fordert der 2. Hauptsatz der Thermodynamik, dass....

....dass der Dämon für seine Dienste Energie benötigt und anderweitig die Entropie erhöht.
(Schwingtüren kmmen dabei eher nicht vor, sondern der Dämon öffnet und schließt die Türe nach Bedarf)

Bei einer Schwingtüre denkt man an eine Rückstellkraft. Sie bremst also ein Teilchen, das sie öffnet, und könnte ein Teilchen beschleunigen, das ihr im Weg ist, sowohl beim Öffnen wie beim Schließen, das wird ziemlich unüberschaubar.

Falls Du eine Klapptüre meinst, die offen stehen bleibt, muss sie anderweitig geschlossen werden, eben durch den Dämon, um einen Effekt zu erhalten.

....dass der Dämon für seine Dienste Energie benötigt und anderweitig die Entropie erhöht.
(Schwingtüren kmmen dabei eher nicht vor, sondern der Dämon öffnet und schließt die Türe nach Bedarf)

Jetzt rate mal, warum ich vom `Maxwellschen Schwingtüren-Dämon´ schrieb und nicht vom `Maxwellschen Dämon´
Maxwells Grundidee wurde später vielfach modifiziert. Der Schwingtüren-Dämon besteht aus einer "Tür" die drehbar in den Angeln gelagert ist und aus sterischen Gründen nur in eine Richtung zu öffnen, so wie die meisten Türen. Verschlossen wird die Tür z.B. durch eine Wasserstoffbrücken-Bindung. Die Energie, um die Tür zu öffnen, bezieht der Dämon aus dem Gasmolekül selbst, das hinreichend schwer und schnell sein soll. Nach dem Durchtritt schlägt die Tür vor ihre Rahmen und wird von diesen reflektiert, d.h. die Tür ist schwingend. Der Idee nach, soll die Entropie erniedrigt werden.

Bei einer Schwingtüre denkt man an eine Rückstellkraft. Sie bremst also ein Teilchen, das sie öffnet, und könnte ein Teilchen beschleunigen, das ihr im Weg ist, sowohl beim Öffnen wie beim Schließen, das wird ziemlich unüberschaubar.

Genauso ist es. Das hast du gut erkannt.

Falls Du eine Klapptüre meinst, die offen stehen bleibt, muss sie anderweitig geschlossen werden, eben durch den Dämon, um einen Effekt zu erhalten.

Es gibt noch andere Modifizierungen der Idee. Ich werde mal eine interessante Version vorstellen. Aber alle sind VIEL zu kompliziert, um sie zu synthetisieren. Dagegen könnte meine Idee in 6 Wochen bis 6 Monaten durch einen einzigen Menschen mit Zugang zu einem Labor realisiert werden. UND meine Idee ist bewiesen korrekt, während alle Versionen des Maxwellschen Dämons leicht angreifbar sind.